喷嘴的选用.docVIP

高压水清洗中喷嘴的选用 摘要 由于具有高效、节能、无污染、清洗成本低、适用范围广等特点，高压水清洗在石油、化工、电力、船舶、市政工程等工业领域获得越来越广泛的应用。而喷嘴作为高压水清洗中的直接执行元件，它的好坏直接影响到清洗效果，进而影响到系统的每个部件。所以根据自己多年的清洗经验，介绍一下喷嘴的类型和一些参数计算公式，以及喷嘴的选用原则，使在清洗作业中最大限度地减少水射流能量的损失，发挥系统的最佳功能，提高清洗的效率。 关键词：高压水清洗 喷嘴类型 喷嘴计算 高压水系统主要由主机泵、调压装置、喷嘴、高压软管和硬管及控制装置等部件组成。喷嘴作为高压水射流系统的直接执行元件，其作用是通过喷嘴内孔横截面的收缩，把高压管送过来的水经过它从高压低速转化为低压高速向外喷出，形成打击压力，达到对污垢进行切割、破碎、清洗而完成去除污垢的清洗目的。它的好坏直接影响到清洗效果，所以要正确认识喷嘴、使用喷嘴。 喷嘴类型与特点 一般喷嘴的类型按形状分有圆柱形喷嘴、扇形喷嘴、异形喷嘴等；按压力等级分有低压喷嘴、高压喷嘴、超高压喷嘴等。本文按形状分类简单介绍喷嘴的类型。 圆柱形喷嘴 此类喷嘴是在圆锥收敛形喷嘴的基础上发展起来的，是目前最常用的一种连续水射流喷嘴。如图2所示。 图2几种常见的圆柱形喷嘴 该喷嘴的基本特征是。如图3所示。有良好的射流集束性。适合用于切割、破碎固化坚硬的污垢。 图3圆柱形喷嘴的几何参数 扇形喷嘴 如图4所示。此类喷嘴直接由喷嘴形状产生平坦均匀的扁平射流，清洗面积比圆柱形喷嘴大得多，但射流的能量以及打击压力损失较大。主要用于松散污垢的清洗。 图4几种典型的扇形喷嘴 异形喷嘴 如图5所示。这类喷嘴能提高水射流的集束性能，使其在较大靶距条件下能够保持射流的凝聚性和超常的效率。适合进行高压水切割、穿孔等操作。 图5异形高压喷嘴 喷嘴计算 在清洗工作中，我们要掌握一些喷嘴的性能参数，以此来指导对喷嘴的选用。一般根据所用的高压水射流系统中主机泵的压力和流量等参数，以及所清洗污垢的种类、门限压力等工况确定喷嘴的大小，类型等。 喷嘴的直径 根据主机泵提供的压力和流量参数，可以按下列公式计算确定喷嘴的直径。 式中：d为喷嘴直径，mm；P为工作压力，；为工作流量，L/min；n为喷嘴个数；为喷射效率，对喷枪喷嘴取1.05～1.1，对柔性喷杆取1.2～1.3。 喷嘴的流量 有时在工作现场要控制掌握水量的排出或在保证压力的情况下加大流量以提高清洗效率，那么就要计算喷嘴的流量。 式中：为喷嘴理论流量，L/min; d为喷嘴直径，mm；p为工作压力，MPa。应当注意：该公式计算得出的结果与实际存在一定误差。 喷嘴反力 手持喷枪清洗时，推进力有操作者提供，水射流的反冲力直接由人体承受，人容易产生疲劳感。在《高压水射流清洗作业安全规范》（GB26148-2010）中规定，喷枪操作者所承受的反冲力不得超过其体重的1/3；反冲力不得大于200N。以下是单喷嘴水射流反冲力的计算公式。 式中：F为喷嘴反力，N；d为喷嘴直径，mm；p为工作压力，MPa；为喷嘴流量，L/min。 喷嘴靶距 高压水射流的结构在沿射流长度上从喷嘴出发一般可分为核心段、基本段和消散段。如图1所示。 图1 高压水射流结构 核心段主要用在污垢的切割上；基本段用于清洗、除锈、表面抛光及去毛刺等作业；消散段主要用于降尘、除尘等工业中。所谓靶距，就是水射流从喷嘴到清洗表面的距离。对于不同类型的污垢，在不同的喷嘴参数下，有不同的清洗靶距，在实践中要不断摸索确定合理靶距。靶距的经验公式 核心段靶距 基本段靶距 式中：和分别是核心段和基本段靶距，mm；d为喷嘴直径,mm。 结束语： 喷嘴的选择首先要确定压力等级，然后计算流量范围，再结合设备参数进行优化。压力等级取决于污垢的门限压力，当达到这个压力，要想大幅度提高清洗效率，主要依靠提高流量。 参考文献： [1] 卢晓江 何迎春 赖维《高压水射流清洗技术及应用》北京，化学工业出版社，2005。 [2] 《高压水射流清洗作业安全规范》（GB26148-2010）。 [3] 《高压水清洗技术培训资料》北京焦阳清洗技术工作室。